NL7908373A

NL7908373A - FORM, IN PARTICULARLY FOR FORMING ARTICLES FROM EXPANSIONED PLASTIC, AND METHOD FOR FORMING SUCH PLASTIC.

Info

Publication number: NL7908373A
Application number: NL7908373A
Authority: NL
Original assignee: Isobox Barbier Sa
Priority date: 1978-11-16
Filing date: 1979-11-15
Publication date: 1980-05-20
Also published as: DE2945690A1; GB2035886A; CH633217A5; ES486072A0; IT1125668B; IT7927213A0; SE7909381L; ES8100956A1; JPS5577541A; FR2441474A1; FR2441474B1; BE879874A

Description

4 >4>

Lx 5620Lx 5620

Titel : Vorm, in het bijzonder voor het vormen van voorwerpen uit uitgezette kunststof, en werkwijze voor het vormen van dergelijke kunststof.Title: Mold, in particular for molding expanded plastic articles, and method for molding such plastic.

De uitvinding heeft betrekking op een vorm voor het vormen van kunststof, in het bijzonder uitgezette kunststof, zoals bijvoorbeeld uitgezet polystyreen, polyetheen, polyurethan e.d.The invention relates to a mold for molding plastic, in particular expanded plastic, such as, for example, expanded polystyrene, polyethylene, polyurethane and the like.

De ontwikkeling van de kunststoffen gedurende de laatste 5 tientallen jaren is buitengewoon snel gegaan, en veel sneller dan die van nagenoeg alle andere industrieprodukten. Dit geldt in het bijzonder voor uitgezette kunststoffen of kunststofschuimen, die wegens hun bijzondere mechanische en thermische eigenschappen een zeer grote toepassing in de bouw-, verpakkings- en koelnijverheid e.d. heb-10 ben gevonden. Elke verbetering op dit gebied zal dan ook een zeer aanmerkelijke invloed hebben op verschillende gebieden van nijverheid.The development of the plastics over the past 5 decades has gone extremely fast, and much faster than that of almost all other industrial products. This applies in particular to expanded plastics or plastic foams, which, because of their special mechanical and thermal properties, have found a very wide application in the construction, packaging and cooling industry and the like. Any improvement in this area will therefore have a very significant impact on various areas of industry.

. De werkwijzen voor het vormen van dergelijke materialen kunnen als volgt worden verdeeld: 15 Ca) onder toepassing van rechtstreekse stoominspuiting in de vorm; (b) onder toepassing van vormholten met elektrisch geleidende oppervlakken;. The methods of forming such materials can be divided as follows: Ca) using direct injection steam into the mold; (b) using mold cavities with electrically conductive surfaces;

Cc) onder toepassing van inductieketens en metalen vormgedeelten, waarin wervelstromen optreden; 20 (d) onder toepassing van hoogfrequente velden; en (e) onder toepassing van zeer hoogfrequente velden, welke bijzonder gunstig zijn, daar hierbij geen capacitieve ketens nodig zijn, met lage spanningen kan worden gewerkt, en een zeer grote gelijkmatigheid van het uitgezette kunststofprodukt kan worden ver-25 kregen.Cc) using induction chains and metal moldings in which eddy currents occur; 20 (d) using high frequency fields; and (e) using very high frequency fields, which are particularly advantageous, since they do not require capacitive circuits, can operate with low voltages, and can achieve a very high uniformity of the expanded plastic product.

In het Franse octrooischrift 2 298 571 en het Amerikaanse octrooischrift 4 173 608 van dezelfde aanvrager is een werkwijze voor het vormen van uitgezette niet-polaire kunststoffen beschreven, waarbij gebruik wordt gemaakt van zeer hoogfrequente straling in een re-30 sonantieholte, terwijl in de Amerikaanse octrooiaanvrage 8^2 31^, eveneens van dezelfde aanvrager, een vorm is beschreven, waarvan de vormholte bestaat uit een materiaal met grote dielektrische verliezen, waarin deze straling wordt geabsorbeerd.French Patent 2,298,571 and U.S. Patent 4,173,608 to the same applicant disclose a method of forming expanded non-polar plastics using very high frequency radiation in a resonant cavity, while in the U.S. Patent Application 8-231, also from the same applicant, discloses a mold, the mold cavity of which consists of a material with large dielectric losses, in which this radiation is absorbed.

Hoewel het gebruik van zeer hoogfrequente straling en van 35 een vorm uit een niet-absorberend niet-polair materiaal, waarbij al- 790 83 73 w 2 " leen de vormholte de straling absorbeert, een onmiskenbare vooruitgang op het gebied van de uitgezette kunststoffen heeft teweeggebracht, heeft deze wijze van werken toch nog enige nadelen, waarvan de voornaamste de volgende zijn. In de eerste plaats moeten vormhol-5 ten worden gebruikt, waarvan de elektrische eigenschappen (in het bijzonder tg 6) nauwkeurig bekend zijn, hetgeen het nodig maakt in de vormholte toevoegsels op te nemen, waarvan de verliesfactoren lineair met de temperatuur veranderen en/of bij een bepaalde temperatuur verdwijnen. Deze toevoegsels, bijvoorbeeld koolstof, titaan-10 oxyde, bariumtitanaat e.d., zijn dikwijls kostbaar, terwijl het vervaardigen van dergelijke vormholten steeds moeilijk is, en de mechanische eigenschappen van de vormholten dikwijls onbevredigend zijn.Although the use of very high-frequency radiation and of a mold from a non-absorbent non-polar material, with only the mold cavity absorbing the radiation, 790 83 73 w 2 "has brought about undeniable advances in the expanded plastics However, this mode of operation still has some drawbacks, the main of which are the following: First, mold cavities must be used, the electrical properties of which (particularly tg 6) are precisely known, which makes it necessary in to incorporate the mold cavity additives, the loss factors of which change linearly with temperature and / or disappear at a certain temperature These additives, for example carbon, titanium oxide, barium titanate, etc., are often expensive, while the production of such mold cavities is increasingly difficult and the mechanical properties of the mold cavities are often unsatisfactory.

De uitvinding beoogt een verbeterde vorm te verschaffen, die beter aan de praktische eisen is aangepast dan de tot nu toe be-15 kende vormen, en in het bijzonder doordat deze verbeterde vorm een uitstekend temperatuurverloop en -verdeling verschaft, eenvoudig van uitvoering is, geen bijzondere toevoegsels voor het absorberen van de straling vereist, en tenslotte afgewerkte en volledig droge werkstukken kan leveren, die dan ook in de tijd stabiel en vormvast 20 blijken te zijn. Ook kan met een dergelijke vorm een aanmerkelijke besparing van energie worden verkregen, die vereist is voor het oppervlakkig smelten van de in de vorm aanwezige kunststof.The object of the invention is to provide an improved shape which is better adapted to the practical requirements than the shapes hitherto known, and in particular because this improved shape provides excellent temperature variation and distribution, is simple in design, no requires special additives for absorbing the radiation, and can finally supply finished and completely dry workpieces, which therefore prove to be stable and dimensionally stable over time. It is also possible to obtain a considerable energy saving with such a shape, which is required for superficial melting of the plastic present in the mold.

De vorm volgens de uitvinding heeft daartoe als kenmerk, dat deze wat het vormlichaam en de vormholtebekleding betreft geheel 25 bestaat uit een materiaal met een verlieshoek, die zeer klein tot nul is, terwijl de vormholte bestaat uit een poreus materiaal, dat vloeistoffen kan absorberen, waarbij het oppervlak nabij het vormlichaam ondoorlatend is gemaakt.To this end, the mold according to the invention is characterized in that, as far as the molded body and the mold cavity lining are concerned, it consists entirely of a material with a loss angle, which is very small to zero, while the mold cavity consists of a porous material, which can absorb liquids, the surface near the shaped body being rendered impermeable.

Hoewel de bëeleding in de droge toestand doorlatend is voor 30 de zeer hoogfrequente straling, kan deze wegens de poreuze aard ervan deze straling absorberen, wanneer een polaire vloeistof, bijvoorbeeld water, wordt toegevoegd, die immers onmiddellijk in de poriën van de holte wordt opgenomen.Although the dry state is permeable to the very high-frequency radiation, due to its porous nature, it can absorb this radiation when a polar liquid, for example water, is added, which is immediately absorbed into the pores of the cavity.

Het poreuze materiaal, dat voor het vervaardigen van een 35 dergelijke vormholte wordt gebruikt, kan daarbij een keramisch materiaal, porselein, poreus silicium- of aluminiumoxyde, een klei of dergelijke zijn.The porous material which is used to produce such a mold cavity can be a ceramic material, porcelain, porous silicon or aluminum oxide, a clay or the like.

In het bijzonder kunnen verscheidene vormholten tot een samengestelde vorm met grotere afmetingen worden verenigd.In particular, several mold cavities can be combined into a larger-sized composite mold.

790 83 73 Λ - 3 -790 83 73 Λ - 3 -

Eet poreuze materiaal van de vormholte heeft in het bijzonder een absorptievermogen, betrokken op de oppervlakte ervan, vanIn particular, the porous material of the mold cavity has an absorption capacity, based on its surface, of

ï Oï O

0,1..10 mnr/s.mm bij gebruik van een polaire vloeistof, waarvan de viskositeit vergelijkbaar is met die van water.0.1..10 mnr / s.mm when using a polar liquid, the viscosity of which is comparable to that of water.

5 De vormholte bekleding volgens de' uitvinding kan op in de kera mische industrie gebruikelijke wijzen worden vervaardigd, zoals door persen, gieten en dergelijke.The mold cavity coating according to the invention can be manufactured in ways customary in the ceramic industry, such as by pressing, casting and the like.

Het hangt verder van de aard van de gebruikte suspensie (aard van de gebruikte grondstoffen, en het mogelijk toevoegen van 10 natriumcarbonaat en/of -silicaat), alsmede van de vloeibaarheid e.d. ervan af welke porositeit wordt verkregen, terwijl elke gewenste vorm van de holte en dus van de daarmede te vervaardigen voorwerpen mogelijk is. Daar dergelijke bekledingen mechanisch kunnen worden bewerkt, en voorts uit deelvormen kunnen worden samengesteld, kunnen 15 vormen van willekeurige vorm en afmetingen worden verkregen, hetgeen dus ook voor de te vervaardigen kunststofvoorwerpen geldt.It further depends on the nature of the suspension used (nature of the raw materials used, and the possible addition of sodium carbonate and / or silicate), as well as on the fluidity etc. of which porosity is obtained, while any desired shape of the cavity and thus of the objects to be manufactured therewith is possible. Since such coatings can be mechanically processed, and can further be composed of partial shapes, shapes of arbitrary shape and dimensions can be obtained, which also applies to the plastic articles to be manufactured.

Het poreuze oppervlak van de bekLeding . kan verder volgens de uitvinding in bepaalde begrensde gebieden ondoorlatend worden gemaakt. Dit kan soms voordelen hebben, daar afgesloten gedeelten van 20 de vormholten, die dus plaatselijk niet poreus zijn, geen polaire vloeistof zullen absorberen, en dus tijdens het vormen doorlatend voor de straling blijven.The porous surface of the coating. can further be made impermeable in certain limited areas according to the invention. This can sometimes have advantages, since closed portions of the mold cavities, which are therefore locally non-porous, will not absorb polar liquid, and thus remain transparent to the radiation during molding.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het vormen van uitgezette kunststoffen zoals polystyreen, polyetheen, . 25 polyurethan e.d., waarbij een bepaalde hoeveelheid van een polaire vloeistof over de vormholte wordt verdeeld, waarna de vorm wordt gesloten, zodra deze vloeistof is geabsorbeerd, in welke gesloten vorm dan op de gebruikelijke wijze vooraf uitgezette korrels van een kunststof worden ingevoerd, welke vorm tenslotte aan zeer hoogfre-30 quente straling wordt blootgesteld.The invention further relates to a method for forming expanded plastics such as polystyrene, polyethylene,. Polyurethane, etc., in which a certain amount of a polar liquid is distributed over the mold cavity, after which the mold is closed, as soon as this liquid has been absorbed, in which closed mold then introduced in the usual manner pre-expanded granules of a plastic, which form finally being exposed to very high frequency radiation.

Zodra het water uit de poriën van de vormholte is verdwenen, dus zodra de bekleding droog geworden is, houdt de verwarming vanzelf op.As soon as the water has disappeared from the pores of the mold cavity, so once the coating has dried, the heating stops automatically.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toege-35 licht aan de hand van een tekening, waarin een vorm volgens de uitvinding in doorsnede is weergegeven.The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing, in which a shape according to the invention is shown in cross-section.

Het zal duidelijk zijn, dat deze vorm slechts bij wijze van voorbeeld zal worden beschreven, en de omvang van de uitvinding niet beperkt.It will be understood that this form will be described by way of example only, and the scope of the invention is not limited.

790 83 73 m'790 83 73 m

•V• V

η - k -η - k -

De afgeheelde vorm omvat een lichaam 1 en een vormholte-bekleding 2, die beide uit een materiaal bestaan, dat althans nagenoeg geheel doorlatend is voor zeer hoogfrequente straling. De ver- mh· lieshoek ervan is zeer klein, waarbij geldt tg 6<1.10 bij een fre-5 quentie f = 2,^5 GHz.The separated shape comprises a body 1 and a mold cavity coating 2, both of which consist of a material which is at least substantially completely transmissive to very high-frequency radiation. Its loss angle is very small, with tg 6 <1.10 at a frequency f = 2.5 ^ 5 GHz.

Het grensvlak 3 tussen de vormholtebekleding 2 en het vormlichaam 1 is ondoorlatend gemaakt voor vloeistoffen, bijvoorbeeld met behulp van siliconen. De damp van een polaire vloeistof, bijvoorbeeld water, die door de bekleding 2 wordt geabsorbeerd, kan 10 door poriën 4 ervan naar kunststofkorrels 3 ontsnappen, die tussen de vormhelften zijn aangebracht, en die aan elkaar moeten worden gesmolten.The interface 3 between the mold cavity lining 2 and the mold body 1 is made impermeable to liquids, for example with the aid of silicone. The vapor of a polar liquid, for example water, which is absorbed by the coating 2, can escape through its pores 4 to plastic granules 3, which are arranged between the mold halves, and have to be melted together.

Wanneer bijvoorbeeld dozen uit uitgezet polystyreen met 3 afmetingen van 100x50x50 om en een wanddikte van 5 mm moeten wor-15 den vervaardigd, wordt een aangepaste vorm gebruikt, waarbij de dikte van de vormholtebekleding 15 mm bedraagt. Het materiaal ervan is bijvoorbeeld wit poreus keramiek met een absorptievermogen vanFor example, if boxes are to be made of expanded polystyrene with dimensions of 100x50x50 and with a wall thickness of 5 mm, an adapted mold is used, the thickness of the mold cavity lining being 15 mm. Its material is, for example, white porous ceramic with an absorbency of

•2 O• 2 O

1,5 mnr/s.mm voor water, waarbij het oppervlak 3 door middel van siliconen is afgesloten. Wanneer dan 3 6 water wordt ingevoerd, wordt 20 dit onmiddellijk door de holtebekleding opgenomen. Na het sluiten van de vorm wordt 6 g polystyreenkorrels door middel van een voor dit doel geschikte spuit (niet afgebeeld) ingevoerd. Daarna wordt de vorm in een resonantieholte aan zeer hoogfrequente straling onderworpen, en wel gedurende 20 s. Daar het vullen van de vorm en.het 25 verwijderen van het verkregen vormstuk ongeveer 30 s duurt, duurt de gehele bewerking ongeveer 50 s. Wanneer bij het vastsmelten van de korrels sporen water achterblijven, worden deze onmiddellijk weer door de poreuze holtebekleding opgenomen, zodat de verkregen doos uit polystyreen volledig droog blijft. Het in het produkt achterblij-30 vende water bedraagt steeds minder dan 3 %, terwijl dit bij de gangbare werkwijzen 20..25 % bedraagt. De resonantieholte en de pers, die niet in de tekening zijn afgebeeld, kunnen zijn uitgevoerd zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4 173 608 en de Amerikaanse octrooiaanvrage 8^2 31*+· 35 Andere voordelen van de vormen volgens de uitvinding zijn, dat deze eenvoudig van opbouw, stevig en goedkoop te vervaardigen zijn, terwijl de vormholtebekledingen gemakkelijk aan de vorm van de te vervaardigen voorwerpen kunnen worden aangepast, zodat voorwerpen van elke willekeurige vorm en afmetingen kunnen worden vervaardigd.1.5 mnr / s.mm for water, the surface 3 of which is closed by silicone. Then when water is introduced, it is immediately absorbed by the cavity lining. After closing the mold, 6 g of polystyrene beads are introduced by means of a syringe suitable for this purpose (not shown). The mold is then subjected to very high-frequency radiation in a resonance cavity for 20 s. Since filling the mold and removing the resulting molding takes about 30 seconds, the entire operation takes about 50 seconds. If traces of water remain during the melting of the granules, they are immediately taken up by the porous cavity lining, so that the polystyrene box obtained remains completely dry. The water remaining in the product is always less than 3%, whereas in the conventional methods it is 20-25%. The resonance cavity and the press, not shown in the drawing, may be as described in U.S. Patent 4,173,608 and U.S. Patent Application 8-231 * +35. Other advantages of the molds of the invention are that they simple in construction, sturdy and inexpensive to manufacture, while the mold cavity linings are easily adaptable to the shape of the articles to be manufactured, so that articles of any shape and size can be manufactured.

790 33 73790 33 73

Claims

1. Mold for molding non-polar expanded plastics, characterized in that it consists entirely of a material, the loss angle of which is very small to zero, that the mold cavity coating consists of a porous material, which can absorb liquids and a sheet having an absorbency of about 0.1..10 µm / 2 s.am for a polar liquid, the viscosity of which approaches water, and that the surface of the mold coating near the mold body is rendered impermeable to liquid.

2. Mold according to claim 1, characterized in that the porous material consists of a ceramic, porcelain, porous silicon or aluminum oxide, a clay or the like. Mold according to claim 1 or 2, characterized in that several mold cavity linings are or can be assembled into a mold of larger dimensions.

A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mold cavity coating is obtained by pressing or casting or the like.

Mold according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the porous surface of the mold cavity lining is made impermeable in certain surface areas.

6. A method of molding plastic materials using a mold according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a suitable amount of a polar liquid is distributed in the mold cavity coating and the mold is closed, as soon as this liquid is incorporated therein, that pre-expanded granules of a plastic are brought into the mold, and that the whole is exposed to very high-frequency radiation.

Expanded plastic article obtained by applying the method according to claim 6 using a mold 30 according to any one of claims 1 · 5 · 790 83 73